Sintesis Biodiesel dari Minyak Goreng Kelapa Sawit dengan Katalis Berbasis Silika Termodifikasi Skripsi David 10518058 PROGRAM STUDI SARJANA KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2022 Sintesis Biodiesel dari Minyak Goreng Kelapa Sawit dengan Katalis Berbasis Silika Termodifikasi ii Biodiesel Synthesis from Palm Frying Oil with Modified Silica- Based Catalyst Skripsi David 10518058 PROGRAM STUDI SARJANA KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2022 Abstrak iii Biodiesel dihasilkan dari reaksi esterifikasi asam lemak atau transesterifikasi trigliserida (minyak) dengan alkohol rantai pendek berupa metanol atau etanol. Minyakgoreng kelapa sawit bekas merupakan salah satu bahan baku biodiesel yang sangat menarikkarena merupakan limbah sehingga memiliki harga yang lebih murah dan dapat mengurangi biaya produksi biodiesel. Pada penelitian kali ini digunakan katalis heterogen berupa silika termodifikasi yang memiliki sifat katalitik asam basa untuk sintesis biodiesel dari minyak goreng kelapa sawit. Pemilihan katalis heterogen bertujuan agar proses produksi lebih ramah lingkungan dan menekan biaya produksi karena katalis berpotensi untuk dipakai berulang kali. Katalis asam heterogen memiliki toleransi terhadap asam lemak bebasdalamsampel minyak yang lebih tinggi dibandingkan katalis basa heterogen sehingga lebih cocok untuk digunakan dalam sintesis biodiesel dari bahan baku kualitas rendah. Katalis asam heterogen pada percobaan ini dibuat dengan impregnasi HClO 4pada SiO2. Reaksi menggunakan katalis SiO 2-HClO4dilakukan pada kondisi : rasio molar (minyak : metanol) = 1 : 20, jumlah katalis SiO 2-HClO4=4%w/w[1%molH + ] pada suhu 65 °C selama 6 jam. Pada suhu”titik didih metanol dan tekanan standar, katalis SiO 2-HClO4kurang efektif dalam mensintesis biodiesel dari minyak goreng kelapa sawit bekas. Katalis basa dilaporkan dapat mengkatalisis reasksi biodiesel dengan lebih efisien pada kondisi reaksi yang lebih lunak sehingga pada percobaan ini disintesis juga katalis basa heterogen berupa zeolit terdesilikasi olehlarutanKOH1,2,3 dan 4 M. Reaksi dengan katalis berbasis zeolit dilakukan pada kondisi : rasio molar (minyak : metanol) = 1 : 12, jumlah katalis zeolit = 4 % w/w pada suhu 65 °C selama 2 jam.Katalis basa berupa zeolit terdesilikasi oleh larutan KOH 1 M memberikan hasil terbaik dalam percobaan ini menggunakan minyak goreng kelapa sawit baru dengan persen hasil sebesar 81,800% dan= 0,5583. Katalis ini kemudian dicoba pada sintesis biodiesel dari minyak goreng kelapa sawit bekas. Untuk menghindari saponifikasi pada permukaan katalis basa, kadar asam lemak pada sampel minyak goreng kelapa sawit bekas diturunkan dahulu dari 7,65 % berat menjadi 2,89 % berat menggunakan adsorben berupa 5% berat bentonit dalam dua tahapan. Sayangnya, katalis zeolit basa dengan performa terbaik ini masih memerlukan pengembangan lebih lanjut untuk dapat mengkatalisis sintesis biodieseldari minyak goreng kelapa sawit bekas. Kata kunci :adsorben, asam lemak bebas, biodiesel, esterifikasi, imobilisasi, katalisis, transesterifikasi, zeolit. iv Abstract Biodiesel is produced from the esterification of fatty acids or transesterification of triglycerides (oils) with short chain alcohols in the form of methanol or ethanol. Used palm cooking oil is one of the most attractive biodiesel raw materials becauseit is a waste so that it has a cheaper price and can reduce the cost of biodiesel production. In this study, a heterogeneous catalyst in the form of modified silica which has acid-base catalytic properties was used for the synthesis of biodiesel from palm cooking oil. The selectionof heterogeneous catalysts aims to make the production process more environmentally friendly and reduce production costs because the catalyst has the potential to be used repeatedly. Heterogeneous acid catalysts have a higher tolerance for free fatty acidsin oil samples than heterogeneous base catalysts, making them more suitable for use in the synthesis of biodiesel from low quality raw materials. The heterogeneous acid catalyst in this experiment was prepared by impregnation of HClO 4on SiO2. The reaction using SiO2-HClO4catalyst was carried out under the conditions : oil to methanol molar ratio = 1: 20, the amount of SiO 2- HClO 4catalyst=4%w/w[1%molH + ] at 65 °C for 6 hours. At a temperature”boiling point of methanol and standard pressure, SiO 2-HClO4catalyst is less effective in synthesizing biodiesel from used palm cooking oil. Base catalysts are reported to be able to catalyze biodiesel reactions more efficiently under milder reaction conditions, so that in this experiment a heterogeneous base catalyst was synthesized in the form of desilicated zeolite by 1, 2, 3 and 4 M KOH solutions. The reaction with zeolite-based catalysts was carried out at conditions : oil to methanol molar ratio = 1 : 12, the amount of zeolite catalyst = 4 % w/w at a temperature of 65 °C for 2 hours. The alkaline catalyst in the form of desilicated zeolite by 1 M KOH solution gave the best results in this experiment using new palm cooking oil with 81,800 % yield and= 0,5583.